Geum.ru

Лекции По курсу Биология с основами экологии

Вид материалаЛекции
Подобный материал:
1   2   3   4   5
, чем на 90% по весу состоит из ракообразных.

Органическое вещество в водоемах создается главным образом за счет жизнедеятельности микроскопических водорослей. Ракообразные поедают эти водоросли и сами в свою очередь поедаются рыбами. Они выступают в качестве посредников, делающих создаваемое в водоемах органическое вещество доступным для рыб. Существование почти всех рыб, как морских, так и пресноводных, в том числе и таких промысловых, как сиг, сельдь, морской окунь и треска, а в значительной степени зависит от ракообразных. Некоторые из них, например сельдь, поедают ракообразных в течение всей жизни, другие - только в личиночном состоянии. Для таких гигантов как беззубые киты мелкие ракообразные служат также основным кормом.

С другой, стороны, ракообразные используют в пищу огромные массы погибших водных животных, скапливающихся на дне, обеспечивая таким образом очищение водоемов.

Крупные ракообразные - речные раки, омары, лангусты, креветки, и крабы промышляются человеком в пищу.

Циклопы служат промежуточным хозяином для некоторых паразитов человека, а именно широкого лентеца и ришты. Мелкие паразитические ракообразные могут быть серьезными вредителями рыб и крупных раков.

Немногочисленные наземные ракообразные - мокрицы вместе с дождевыми червями способствуют образованию в почве гумуса.

Раковины некоторых ракообразных принимают участие в формировании известковых морских отложений. Они - ведущий фактор при определении местонахождения нефти. Немалое значение в жизни природы имеют и паукообразные. В большинстве своем - это наземные животные, хищники, нападающие на насекомых и других пауков. Небольшую группу составляют крупные тропические пауки, к которым относится, например, южно - американский птицеяд (Arvicularia arvicularia). Он достигает в длину 6 см. Эти животные отличаются способностью строить ловчие сети - паутину, которая сплетается из нитей, продуцируемых особыми паутинными железами, видоизмененными брюшными ножками. Будучи нередко массовыми, пауки играют роль регуляторов численности в природных сообществах насекомых. Пауками в свою очередь питаются мелкие млекопитающие, птицы, лягушки, ящерицы и некоторые насекомые.

Большинство пауков ядовито. Биологическое значение их яда сводится главным образом к умерщвлению добычи. Поэтому яд обычно токсичен для насекомых. Таких видов, яд которых действует на теплокровных животных, немного. Яд одних вызывает местные некротические реакции, т.е. омертвление и разрушение кожи и тканей в области укуса. Яд других оказывает сильное действие на весь организм и прежде всего на нервную систему.

Не раз отмечалась гибель людей и домашних животных, укушенных крупными тропическими пауками - птицеядами. Сильным некротическим действием обладает яд паука Mastofora gasterocanthoides , встречающегося в Перу, где он поражает людей, занятых уходом за виноградником. Укушенный чувствует резкую боль, затем появляется сильный отек и происходит разрушение тканей, так что могут обнажаться внутренние органы. Общее действие на организм оказывает яд небольшого (4-5 мм) скакуна Dendryphantes noxiosus, встречающегося в Боливии. Его укус вызывает воспаление и сильнейшую боль, как от раскаленного железа, в моче появляется кровь, через несколько часов наступает смерть. Очень сильным общим действием обладает яд пауков рода Latrodectus, к которым относится каракурт (L. tredecimguttatus), встречающийся в СССР в Средней Азии, на Кавказе, в Крыму, распространенный также в Иране, Афганистане и по берегам Средиземного моря. Яд каракурта в 15 раз сильнее яда одной из самых страшных змей - гремучей змеи.

Попытки использовать паутину пауков, например, крупных мадагаскарских в качестве текстильного материала не увенчалась успехом. Паутина их вполне пригодна для изготовления хорошей тонкой пряжи. Однако массовое производство ее затруднено, так как невозможно искусственно содержать пауков, нуждающихся в постоянной свежей животной пище.

Среди паукообразных особо важное значение для человека и животных имеют клещи, наземные и реже водные обитатели. Среди них наряду с хищными формами, поедающими мелких насекомых и водных рачков, встречаются и почвенные, питающиеся растительными остатками. Почвенные клещи настолько малы, что часто ускользают от наблюдателя. Однако численность их велика и они, как и другие почвенные беспозвоночные, участвуют в образовании гумуса.

Среди клещей много паразитов животных и растений. Паразиты питаются покровами и соками хозяина. К первым относится чесоточный зудень, живущий в коже человека и различных млекопитающих, вызывающий болезнь - чесотку. Кровососущие клеши переносят возбудителей тяжелых заболеваний человека и домашних животных: клещевые и возвратные тифы, клещевой энцефалит, туляремию и пироплазмоз крупного рогатого скота.

Большая группа клещей приспособлена к питанию соками растений, например паутинный клещ, который сильно вредит хлопчатнику, плодовым и бахчевым культурам. Амбарные клещи - серьезные вредители муки и зерна.


Лекция №15

Роль насекомых в жизни природы и человека


Роль насекомых в жизни природы чрезвычайно велика. Они представляют одну из самых высокоорганизованных групп животных и достигают вследствие этого огромной численности. Как показали специальные подсчеты, результаты которых весьма приблизительны, на нашей планете одновременно обитает минимум. 10.000.000.000 млрд. насекомых, т.е. на каждого человека на Земле приходится 250 млн. различных представителей этого класса. Насекомые не только многочисленны, но и очень разнообразны. По разным источникам число изученных видов насекомых колеблется от 600 тыс. до 1,5 млн.

Разнообразие их определяется прежде всего разнообразием способов питаний. Многие насекомые растительноядны. В отличие от более низкоорганизованных групп животных пищей им служат многоклеточные растения, доступные для поедания кроме них только моллюскам. Разные насекомые используют в пищу разные виды растений и разные их части: корни, стебли, листья, цветы, пыльцу, нектар, плоды. Среди насекомых широко представлены хищные формы, поедающие главным образом других представителей этого же класса. Насекомые питаются также трупами различных животных, растений и экскрементами. Среди них встречаются эктопаразиты: кровососущие формы, питающиеся шерстью, перьями и эпидермисом. Следовательно, они играют активную роль в круговороте веществ и энергии на всех его этапах.

В свою очередь, насекомые составляют источник пищи для многих наземных животных: пауков, хищных жуков, амфибий, ящериц, змей, черепах, многих птиц, некоторых млекопитающих. Насекомые, вторично перешедшие к жизни в воде, служат кормовой базой для многих водных обитателей. Если бы на Земле исчезли насекомые, исчезло бы и все разнообразие животных , существующих за их счет.

Многие насекомые производят перекрестное опыление растений, в том числе и культивируемых человеком. В Европе 30% растений опыляется насекомыми. Главную роль среди опылителей играют перепончатокрылые, а особенно пчелы и шмели, вторые по значимости - двукрылые и третьи - бабочки. Без насекомых среди растений преобладали бы голосеменные, папоротники и мхи.

Некоторые насекомые принимают большое участие в разносе плодов и семян, а значит поддерживают или, наоборот, изменяют состав растительного сообщества.

Велико значение насекомых и в почвообразовательных процессах. Муравьи, термиты, а также личинки многих насекомых, живущие на земле, разрыхляют почву своими ходами, способствуют лучшей вентиляции, увлажнению и обогащению ее гумусом. Последнее связано с разрушением растительных и животных остатков, в изобилии скапливающихся на поверхности почвы. Без деятельности насекомых, например, невозможно разложение опада хвойных растений.

Велика роль насекомых и в уничтожении экскрементов. Известно, например, что помет одной только коровы покрывает ежегодно 305 м2 площади пастбищ. Жуки-навозники за короткий срок (не более месяца) при некотором содействии со стороны других беспозвоночных ликвидируют помет скота и очищают от него пастбище. В Австралии из-за того, что рогатый скот и овцы не являются аборигенами, а завезены извне, в фауне отсутствовали насекомые, разлагающие их экскременты. В результате этого помет лежал в течение 3-5 лет, пока не разрушался под влиянием абиотических факторов. Трава под ним гибла, и продуктивность пастбищ падала. Положение изменилось только после завоза из Европы и Северной Америки шести видов навозных жуков.

Некоторые насекомые одомашнены человеком. От домашних пчел человек получает мед, воск и антисептическое вещество-прополис. Из коконов тутового шелкопряда, разводимого человеком на специ­альных фермах, получают натуральный шелк.

Некоторые насекомые, поедающие растения, приносят вред сельскому хозяйству. Насекомые могут приносить вред растениям на корню в полях, садах, огородах и лесах, а также при хранении продуктов питания. Некоторые из них способствуют разрушению деревянных сооружений. Вред особенно велик при массовой вспышке этих животных.

Многие кровососущие насекомые, нападающие на млекопитающих и человека, оказываются переносчиками возбудителей ряда болезней. Например, сонная болезнь переносится мухой цеце от антилоп, японский энцефалит - некоторыми комарами от птиц, малярия - малярийным комаром от больного человека и т.д.

Перенос возбудителей может осуществляться и за счет загрязнения насекомыми пищи и т.п. Мухи таким образом переносят около 70 видов различных организмов, многие из которых - возбудители опасных заболеваний.

Эндопаразитами насекомые бывают только на стадии личинки. Хозяевами им чаще служат другие насекомые, а в некоторых случаях копытные животные, в том числе и домашние. Личинки некоторых оводов развиваются в пищеварительном тракте непарнокопытных. Они прикрепляются к стенкам желудка, питаются кровью и слизью и вызывают сильное истощение животных. Личинки кожных оводов паразитируют в подкожной клетчатке у лошадей, крупного рогатого скота, овец и других животных, что часто приводит к порче шкур, снижению удоев и т.п. Личинки носоглоточных, оводов поселяются в носоглотке, лобных и челюстных пазухах, также вызывая истощение животных и приступа так называемой ложной вертячки.

Личинки некоторых насекомых развиваются внутри растений. Так, шведская мyxa (Osсinella frit) вредит всем культурным, а так же многим луговым злакам. Личинки проникают внутрь стебля, а в период колошения развиваются в колосках, повреждая еще мягкие зерна. Гессенская мyxa (Mayetiola destrictor) поражает главным образом пшеницу. Борясь с насекомыми, следует знать, что менее 10% из них вредны, а остальные полезны или нейтральны для человека.

В природе нет абсолютно вредных и полезных видов. Так, например, многие насекомые-вредители зеленых растений особенно такие прожорливые, как гусеницы бабочек, одновременно и наносят вред насаждениям, и способствуют плодородию почвы, на которой эти насаждения произрастают. Последнее связано с тем, что гусеницы выделяют очень много экскрементов. Иногда в очагах поражения гусеницами почва покрывается слоем экскрементов более 1 см толщиной. Скопление экскрементов способствует бурному развитию бактерий, обеспечивающих минерализацию органических веществ, а, следовательно, и питание растений. Даже кровососущие комары и мошки оказываются совершенно необходимыми, обеспечивая, в частности, обмен микроэлементами.

Способность личинок насекомых паразитировать в теле других животных может быть полезной для человека. Многие наездники, личинки которых паразитируют на других насекомых, в том числе и на вредителях сельского хозяйства, используются для борьбы с ними.

Способность насекомых поедать растения может также оказаться полезной для человека. В Австралии, например, специально акклиматизированные жуки - листоеды уничтожили зверобой, бурно разраставшийся на сельскохозяйственных угодьях. Это позволяет надеяться на разработку биологических методов борьбы с сорняками.

Иногда сам человек, нарушая равновесие исторически сложившихся биологических комплексов, вызывает массовое размножение какого-либо вида, приводящее иногда к катастрофическим последствиям. В борьбе с насекомыми необходимо соблюдение правильных севооборотов и агротехники, а также соблюдение мер предосторожности к за носу насекомых-вредителей в такие районы, где ранее они отсутствовали.

При резко возрастающей интенсификации сельского хозяйства не возможно отказаться от химических средств уничтожения насекомых. Но химические методы борьбы имеют много отрицательных сторон. Инсектициды загрязняют, разрушают окружающую среду - почву и воду, попадают в организм полезных животных и человека, нанося им вред. Применение инсектицидов ведет к возникновению стойких к ним рас, снижению эффективности их действия.

Будущее принадлежит биологическим методам борьбы не только таким давно применяемым, как использование животных, поедающих вредных насекомых и паразитирующих на них, но и новым. Например, разрабатываются генетические методы борьбы с вредными насекомыми. Для этого в лабораторных условиях выводят культуру насекомых с измененным хромосомным аппаратом. Выпущенные в природу такие насекомые скрещиваются с нормальными представителями того же вида и получается потомство, плодовитость которого снижена примерно на 50%. В других случаях выводятся культуры стерильных самцов, от скрещивания с которыми вообще не получается потомства. Такие самцы обрабатываются особыми пахучими веществами, которые в естественной обстановке особенно активно привлекают самок.

Генетический метод впервые применил русский генетик академик А. А. Серебровский в борьбе с комнатными мухами и амбарными долгоносиками. Этим способом уничтожили мух, откладывающих яйца в раны домашнего скота, сначала на о. Кюрасао в Карибском море, затем в ряде североамериканских штатов. Для хлопкового долгоносика получена раса с геном, блокирующим период зимнего покоя. Гибриды ее с дикой расой в природе осенью вымерзают.

Русский академик С.С.Шварц и его сотрудники установили, что продукты жизнедеятельности старших возрастов головастиков (личинок лягушки) подавляют рост и жизнедеятельность головастиков младшего возраста. Это открывает перспективы нового биологического метода борьбы с вредными животными, обитателями почв и водоемов.

Все эти методы адресованы только тем, с кем человек борется. Они не разрушают окружающую среду и открывают перспективы направленной ее перестройки,


Итак, животные, стоящие на разных уровнях развития, играют чрезвычайно разнообразную роль в жизни природы. Простейшие - это огромный самостоятельный мир, в котором представлены и продуценты, и консументы, и редуценты, и паразиты, т.е. всевозможные звенья пищевой цепи. Простейшие служат посредниками между бактериальным миром и миром многоклеточных. Поедая их, многоклеточные организмы получают возможность использовать вещество и энергию, накопленную бактериями. Простейшие в огромных масштабах участвуют в концентрации кальция и кремния в земной коре.

Примитивные многоклеточные животные, поедая различные организмы и их части, в полной мере возвращают захваченную ими материю в круговорот веществ лишь после смерти, так как ими почти никто не питается. Эти животные, несмотря на свою примитивность, надежно защищены от высокоорганизованных форм благодаря развитию у них или твердого скелета, или стрекательных капсул. Конкуренция за пищу им не грозит, потому что у них не развита кормовая избирательность, и они могут довольствоваться любой пищей. Подобно растениям, эти наиболее древние животные формируют неподвижную основу водных биоценозов. Защищенные от поедания и неразборчивые в пище, эти примитивные существа процветают на нашей планете наряду с высокоорганизованными.

Низшие черви - большинство плоских и отчасти круглые - также заняли своеобразную биологическую нишу, став эндо- или эктопаразитами различных животных и растений, избежав таким образом конкуренции с более высокоорганизованными формами.

Среди высших червей паразитических форм, за исключением кровососущих пиявок, почти нет. Это - свободноживущие в большинстве подвижные животные, ограниченные в своем распространении определенными местами обитания. Кольчатые черви встречаются или на дне водоемов, или в почве. Придонные морские формы - это полихеты. Выборочность пищи у них еще не выражена, так как они поедают мелких животных, растения, бактерии, а также некрупные органические частицы. Достигая значительной численности, они служат кормовой базой для крупных организмов. Олигохеты живут не только на дне пресных водоемов, но и в почве. Почвенные формы используют в качестве пищи все, что может дать им почва: остатки многоклеточных растений, бактерии, простейших и органические вещества. В качестве кормовой базы для других организмов они имеют меньшее значение, чем полихеты. Их важнейшая роль - участие в процессах почвообразования.

Моллюски отличаются большим разнообразием сред обитания, чем кольчатые черви. Они представлены не только придонными и почвенными формами, но и обитателями толщи воды (головоногие) и суши (брюхоногие).

Представители разных классов этого типа питаются неодинаково. Выборочность пищи отсутствует только у двустворчатых, фильтрующих все, что взвешено в воде. Другие классы специализируются на определенном корме: брюхоногие - растительноядные, головоногие - хищные. Особая роль моллюсков в круговороте веществ заключается в том, что среди них представлено обилие форм, использующих многоклеточные растения, недоступные для примитивных животных, у которых нет достаточно развитого аппарата для отгрызания и измельчения этих грубых и крупных пищевых объектов. Следовательно, моллюски завоевывают большее разнообразие сред обитания и специализируются при этом в питании.

Сами они поедаются лишь специализированными формами рыб и млекопитающих, способными измельчать их раковины.

Процветание этих относительно малоподвижных животных явилось, видимо, следствием развития у них раковины, надежно защищающей их от врагов и неблагоприятных абиотических факторов, например, малой влажности в условиях суши. Раковина служит моллюскам и своеобразной биологической "нишей".

Тип членистоногие занимает все арены жизни. Наиболее многочисленны они в тех местах, которые мало доступны для низкоорганизованных форм: в толще воды (ракообразные) и на суше (паукообразные, насекомые). Они питаются разнообразными кормами. Ракообразные, живущие в толще воды, питаются одноклеточными растениями, а освоившие сушу насекомые - многоклеточными. Другие насекомые и пауки - хищники. Некоторые ракообразные и насекомые питаются падалью, а последние и экскрементами животных. Кормовая избирательность у многих насекомых доведена до максимума. Они кормятся определенными видами растений или животных, определенными частями растений и т.п.. Примечательно, что среди членистоногих несравненно реже, чем в других типах, встречаются паразиты, особенно эндопаразиты, которыми бывают лишь личинки насекомых. Эти самые подвижные и высокоорганизованные среди беспозвоночных животные не нуждаются в укромных "нишах" и занимают центральную часть арены жизни и в водоемах, и на суше.

Разнообразие видов среди ныне живущих многоклеточных беспозвоночных тем больше, чем выше уровень их организации.


Литература


Банников А.Г., Рустамов А.К. Охрана природы. - М.: Колос,1977.

Беклемишев В.Н. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных,- т. I. Проморфология, т. 2. Органология. -

М.: Наука, 1964.

Вернадский В.И. Биосфера. - М.: Мысль, I967,.

Догель В.А. Зоология беспозвоночиых. – М.: Высшая школа, 1981.